Никель железо – Сплав железа и никеля: состав свойства, история открытия

alexxlab | 08.09.2019 | 0 | Разное

Содержание

Сплав железа и никеля: состав свойства, история открытия

Ежедневно человеку приходится сталкиваться с изделиями из металлов, которые отливают на металлургических предприятиях. Практически все они состоят из разнообразных соединений, которые имеют в составе не менее двух элементов. Получают их благодаря плавлению или гальваническим методом. Сплав железа и никеля был получен с помощью второго метода.

Сплав железа и никеля

История открытия

Железоникелевый сплав был открыт в конце 19 века французским ученым физиком, которого звали Шарль Гийом. В результате поиска способа получения дешевого металла для эталона длины и веса, он смог создать соединение двух элементов, которое до этого не удавалось получить. До его разработок такие детали изготавливали из дорогих сплавов из платины и иридия. Сейчас в состав материала входит 64% железа и 36% никеля. За это достижение в 1920 году ученый был удостоен премии Альберта Нобеля.

Распространенное соединение данных металлов называется «инвар», в переводе с латыни значит неизменимый. Он имеет постоянный коэффициент теплового расширения при вариации рабочей среды от -80°С до 100°С. Соединение имеет и другие наименования: суперинвар и нержавеющий инвар. Отличаются они процентным содержанием легирующих добавок. Инвар применяется в приборостроении.

Состав и структура

В процессе плавления внутренняя структура соединения представляет собой растворенное твердое железо в никелевой основе. Благодаря такому соединению температура структурной устойчивости увеличивается на 200°С. Процесс проникновения никеля в железо начинается при 500°С, ускорение происходит лишь при 800°С.

Составляющая FeNi3 считается основной структурной составляющей, в результате никель приобретает соотношение до 55%. Данный эффект определяет температурный показатель обработки материала. Наибольшее содержание Ni в сплаве не превышает 60%.

Следует помнить, что присутствие одного железа в материале не даст требуемых характеристик сплава. Для их улучшения в состав соединения добавляют такие элементы, как хром, вольфрам, молибден, марганец и кремний. Чтобы получить необходимую структуру сплава, следует применять механизм дисперсионного затвердевания. Термическая обработка используется лишь для того чтобы увеличить структурные размеры зерен и понизить внутренние напряжения в материале, которые будут возникать при замещении в кристаллической решетке железа никелем.

Наличие внутреннего магнетизма у данных металлов поспособствовало тому, что удалось изготовить магнитный сплав железа с никелем. Его применяют в электротехнике при производстве сердечников электрооборудования, магнитов и электромагнитов, а также приборов измерения, основанных на данном эффекте.

Характеристики и свойства сплава

Кроме железа и никеля в сплавах применяют такие металлы, как хром, алюминий, вольфрам, титан, молибден и алюминий. В результате добавления данных элементов добиваются следующих физико-механических свойств:

  • механическая прочность, в зависимости от температуры среды применения — от 150 до 860 Мпа;
  • коэффициент проводимости тепла при нормальной температуре имеет значение от 17,5 Вт/м
    2
    *К до 24,5 Вт/м2*К;
  • стойкость к действию температуры до 1350°С;
  • выносливость при постоянной нагрузке до 190 Мпа;
  • модуль Юнга при нормальной температуре — от 2 Гпа до 19 Гпа;
  • окислительная интенсивность — 170 г/м2*ч;
  • средняя плотность — 8130 кг/м3.

Сплав железа с никелем обладает высокой жаропрочностью и поддается обработке после плавления, в результате чего поверхность защищают от действий коррозии. Их можно обрабатывать различными видами сварки, материал обладает пластичностью и стойкостью к окислениям агрессивных сред.

Температура плавления сплава

Изготовление

Сплав железа и никеля изготавливают гальваническим методом. Ученые при сравнении характеристик двух металлов пришли к выводу, что создать материал легко. Однако при протекании реакции железо из двухвалентного переходило в состояние трехвалентного, такой эффект стал побочным, чем показал практические трудности изготовления инвара.

Протекание негативных процессов снижает выход материала, при этом понижаются его физические свойства. Данные отрицательные явления решили применением комплекса специальных добавок, в которые входят органические соединения, кислоты и амины. При добавлении веществ удалось добиться соединения низкой растворимости с трехвалентным железом, в результате чего характеристики материала улучшились. Для того чтобы убрать разброс осадка производители используют метод эффективной диффузии электролитического раствора.

В состав раствора входят такие вещества, как железо сернокислое, кислота борная, сахарин, никель сернокислый и сульфат натрия. При использовании пластин никеля и железа следует ориентироваться на размеры пластины. Иногда соединения выплавляются в электропечах.

Применение сплава

Сплав железа и никеля изначально изготавливают в виде проволоки, а иногда в виде ленты малой толщины. Иногда сплав производят на заводах в форме листов небольших размеров, круглых прутков и ленты повышенной толщины. Свойства улучшают с помощью специальных технологий:

  • плавления;
  • термической обработки металла после плавки;
  • деформирования поверхности;
  • финишной обработки.

Материал широко применяется в приборостроении, где необходимо соблюдение условия, при котором детали не меняют своих характеристик при изменении температуры окружающей среды. Из сплава производят элементы датчиков и часть биметаллических конструкций, а также эталоны длины и массы благодаря улучшенным характеристикам.

Соединение нашло свое применение в бытовой электронике, а также некоторых элементах маятниковых часов. Сложность изготовления материала требует аккуратного обращения с аппаратурой, в которой оно используется.

Электроизмерительные приборы

Достоинства и недостатки

Железоникелевые соединения имеют следующие преимущества:

  • повышенная механическая прочность, которая позволяет применять сплав в механизмах, работающих при повышенных нагрузках;
  • устойчивость к воздействию высоких температур;
  • высокая внутренняя магнитная проницаемость элементов, изготавливаемых из данного сплава;
  • постоянный КТР, что дает возможность использовать соединение в приборах и датчиках;
  • сохранение характеристик при эксплуатации в агрессивных средах;
  • стойкость к коррозии;
  • пластичность.

Железоникелевые соединения имеют однофазную внутреннюю структуру, высокую плотность и практически нулевой коэффициент теплового расширения. Такие свойства позволяют применять сплав в ответственных соединениях и узлах.

 

metalloy.ru

Сплав железа с никелем. Магнитный сплав железа с никелем

Важную роль в жизни каждого занимает металлургическая промышленность, потому что ежедневно приходится сталкиваться с различными изделиями из металла. А сделаны они из всевозможных сплавов, которые получены благодаря выплавке. При производстве этих материалов используют как минимум два металла, а для улучшения свойств - специальные присадки. В этой статье будет рассмотрено несколько сплавов железа с никелем, их свойства и применение.

О свойствах железа

Чистое железо - серебристо-серого цвета, обладает пластичностью и ковкостью. Самородные слитки, встречающиеся в природе, имеют ярко выраженный металлический блеск и значительную твердость. На высоте и электропроводность материала, он с помощью свободных электронов легко передает ток. Металл обладает средней тугоплавкостью, размягчается при температуре +1539 градусов по Цельсию и теряет ферромагнитные свойства. Это химически активный элемент. При нормальной температуре легко вступает в реакцию, а при нагревании эти свойства усиливаются. На воздухе покрывается пленкой оксида, которая мешает продолжению реакции. При попадании во влажную среду появляется ржавчина, которая уже не препятствует коррозии. Но, несмотря на это, железо и его сплавы находят широкое применение.

Немного истории

Инвар – это сплав железа с никелем, в состав которого входит 36 % легирующей добавки. Впервые он был открыт во Франции в 1896 году физиком Шарлем Гийомом. В это время он вел работы по поиску недорогого металла для эталонов мер массы и длины, которые изготовляли из очень дорогостоящего платиноиридиевого сплава. Благодаря этому открытию ученый в 1920 году получил Нобелевскую премию в области физики.

Слово «инвар» в переводе с латинского означает неизменный. Это значит, что у сплава железа с никелем коэффициент теплового расширения остается постоянным при широком диапазоне изменения температур - от -80 до 100 градусов по Цельсию. Этот сплав имеет и несколько других названий: нилвар, вакодил, нило-аллой, радиометалл. Invar является торговой маркой компании Imphy Alloys Inc., которая принадлежит сталелитейному концерну Arcelor Mittal.

Сплав железа с никелем

Для улучшения свойств железа, используя различные добавки, получают сплавы. Ученые считали, что получить железоникелевый сплав, учитывая термодинамические свойства металлов, не составит никакого труда. Но на практике они столкнулись с проблемами. При взаимодействии металлов, во время получения сплава железа с никелем, в результате побочного окислительного процесса железо из двухвалентного состояния переходит в трехвалентное.

В результате снижается выход сплава и ухудшаются определенные физические свойства. Для решения этой проблемы в электролит добавляют амины и органические кислоты, которые образуют с трехвалентным железом соединения, обладающие малой растворимостью. В связи с этим эластичность осадка становится лучше, а для его равномерного распределения электролиты перемешивают. Полученный сплав железа с никелем называется инвар.

Применение сплава инвар

Незначительный температурный коэффициент расширения позволяет использовать его для производства:

  • деталей контрольно-измерительных приборов;
  • лент и проволоки для геодезических работ;
  • несущих конструкций лазера;
  • деталей часовых механизмов, маятников хронометров;
  • проката: горячекатаного прутка и листа, холоднокатаной ленты, бесшовных труб, кованых прутков.

Для увеличения прочности производят холодную пластическую деформацию сплава железа с никелем, а затем делают низкотемпературную термообработку. Для большей стойкости к коррозии при обычных атмосферных условиях его поверхность полируют и наносят защитный слой, если изделие предназначается для использования в агрессивных средах. Антикоррозийные свойства инвара также повысятся при добавлении в его состав около 12 % хрома, при этом он сохраняет постоянную упругость при нагревании до 100 градусов.

Магнитные сплавы

Эти сплавы находят широкое применение в электротехнике. Из них изготовляют постоянные магниты, сердечники трансформаторов, электроизмерительные приборы, электромагниты. Людям давно известно, что железо обладает магнитными свойствами и в результате этого оно находит множество применений.

Много позже было обнаружено, что такое же свойство присуще никелю и некоторым другим металлам. Изделия, изготовленные из магнитного сплава железа с никелем, также обладают способностью сохранять собственное магнитное поле, когда внешнее уже отсутствует. Причем это личное поле снова способно воздействовать на другие магнитные тела.

Никель, кобальт и их сплавы

Кобальт и никель являются элементами подгруппы железа. Все три элемента имеют схожие свойства, но есть и существенные различия. Оба металла обладают большей плотностью, чем железо, и значительно тверже и прочнее его. Они менее активны в химическом плане, отличаются коррозийной устойчивостью. Кроме этого, металлы ценят за большую стойкость по отношению к газовой коррозии.

Недостатками кобальта и никеля является их высокая токсичность и значительная стоимость относительно железа. Свое применение они находят для антикоррозийного наружного покрытия изделий из углеродистых сталей и железа путем электрохимических реакций. А также они применяются для изготовления узлов и деталей, требующих усиленной прочности и твердости. Следует отметить особое значение сплавов железа, никеля и кобальта, которые носят названия коинвар, инвар, супермаллой, пермаллой и маллой. Основное их достоинство заключается в высоких магнитных свойствах. Эти сплавы используют для производства магнитопроводов различных электромагнитных устройств.

Сплав ковар

Смесь состоит из металлов, обладающих отличными механическими свойствами. Их легко обрабатывать, они без труда подвергаются прокатке, протяжке, ковке и штамповке. А сплав кобальта, никеля и железа иначе называется ковар. Удачно подобранное сочетание химических элементов обеспечивает материалу отличные характеристики. Данный сплав имеет хорошую теплопроводность, высокий коэффициент удельного электрического сопротивления и близкие к нулю показатели линейного расширения в большом интервале температур. Единственным недостатком является низкая коррозийная стойкость в сырой среде, поэтому часто используют защитные покрытия из серебра. Ковар широко применяется в промышленности для производства:

  • труб, лент и проволоки;
  • конденсаторов;
  • корпусов оборудования в приборостроении;
  • деталей в радиоэлектронике;
  • корпусов в электровакуумной отрасли.
Содержание в сплаве дорогого кобальта и никеля увеличивает стоимость материала, но хорошие характеристики и продолжительная эксплуатация покрывают первоначальные вложения.

Сплавы ални

Ални – это групповое название магнитных сплавов "железо-никель-алюминий". При увеличении концентрации алюминия и никеля в определенных пределах остаточная индукция уменьшается, а коэрцитивная сила возрастает. Чаще всего применяются сплавы, в которых алюминия от 11 до 18 %, а никеля - 20–34 %. Основными свойствами таких сплавов является электропроводность, теплопроводность и пластичность. Все они характеризуются хорошим свариванием.

Для использования сплавов при изготовлении магнитов их легируют кобальтом и медью. В этом случае материал приобретает твердость и хрупкость и имеет крупнозернистую структуру. Сплавы ални применяют как конструкционный материал для деталей газотурбинных и реактивных двигателей, работающих под воздействием высоких температур более 1000 градусов Цельсия продолжительное время, сохраняя металл без повреждений.

Заключение

Все металлы, интенсивно используемые в современной промышленности, являются сплавами. Например, практически все железо, которое получают в мире, используется для производства чугунов и сталей. Объяснить это можно тем, что сплавы характеризуются лучшими свойствами, чем те металлы, из которых их получают. Следует отметить, что выпускаемые промышленностью сплавы имеют общие для них свойства: прочность, твердость, упругость и пластичность. А железоникелевые еще обладают и магнитными свойствами, которые при производстве усиливаются с помощью дополнительного легирования.

fb.ru

Никелевые сплавы | Техника и человек

Чистый никель, хотя и имеет достаточную механическую прочность, в технике используется редко, из-за своей дефицитности сложностей при пластической и механической обработке. Гораздо большее практическое применение находят сплавы никеля с железом.

Классификация железоникелевых сплавов

Может быть выполнена по следующим показателям:

  1. По жаропрочности. Преобладающее количество рассматриваемых сплавов обладает повышенной механической прочностью и стойкостью при высоких температурах и внешних нагрузках.
  2. По магнитным характеристикам. Некоторые сплавы никеля с железом обладают увеличенными, против обычного, значениями своей магнитной проницаемости.
  3. По способности сохранять постоянными свои габаритные характеристики и упругость, в результате чего коэффициент расширения сплавов имеет стабильные значения.
  4. По антикоррозионной стойкости, что используется в деталях, длительно работающих в агрессивных средах.

Кроме того, отдельно следует упомянуть, что никелем легируются некоторые марки чугунов, что повышает стойкость деталей, изготовленных из такого материала (так, валки крупных прокатных станов выполняются именно из чугуна, содержащего до 3…4% никеля).

В дальнейшем, при сравнительном анализе эксплуатационных характеристик сплавов железа и никеля, в расчёт будут приниматься только такие сплавы, в которых процент никеля не будет менее 15…20.

Значительное количество марок отечественных железоникелевых сплавов производится по отраслевым ТУ. Однако в ГОСТ 5732  наряду с жаропрочными и жаростойкими сталями в отдельную группу выведены также и сплавы железа с никелем.  При этом суммарное процентное содержание этих элементов должно быть не менее 65%, а соотношение никеля к железу установлено в рамках 2:3.

Особенности состава

Зависимость характеристик механических свойств железоникелевого сплава ХН77ТЮР от температуры

В результате выплавки структура сплавов представляет собой твёрдый раствор y-железа в никелевой основе. В результате такого растворения температура стабильности микроструктуры повышается на 150…2000С. При этом до 5000С диффузия никеля в железо происходит весьма медленно, и активизируется лишь при достижении температур 700…8000С.

Основной структурной составляющей является интерметаллидное соединение FeNi3, в котором содержание никеля, в зависимости от температуры, составляет 55…75%. Это предопределяет температурный диапазон, в котором производится термическая обработка таких сплавов. Наибольшее процентное содержание никеля в стабильно существующих сплавах не превышает 60…65%. Эффект введения никеля в основную структуру сплава обусловлен тем, что железо резко увеличивает термическую прочность.

Однако наличие одного железа не особо способствует повышению эксплуатационных характеристик железоникелевых сплавов, особенно тех, для которых требуется длительная стойкость при повышенных температурах. Поэтому в состав структуры железоникелевых сплавов вводят также хром, вольфрам, молибден, марганец и  — в незначительных количествах — кремний.

Таким образом, основными способами получения требуемой структуры железоникелевых сплавов считается механизм дисперсионного твердения, с последующей термической обработкой. Она производится для того, чтобы несколько повысить размеры зёрен в структуре, и снять внутренние напряжения, неизбежные при замещении в кристаллической решётке некоторых атомов железа атомами никеля.

Дело в том, что никель коррозионно стоек лишь в водяных парах  или в атмосфере чистого кислорода (до 9000С), а при введении туда дополнительно серы или водорода стойкость падает соответственно до 5500С и до 2800С.

Свойства и характеристики жаропрочных сплавов

Рассмотрим их на примере наиболее распространённых марок.

Сплав ЭП747 (или ХН45Ю) применяется в металлургии для изготовления роликов рольгангов, по которым перемещаются слитки. Кроме железа и никеля (содержание никеля 44…46%), содержит также хром и алюминий. Сплав выплавляется в электропечах, после чего проходит горячую пластическую деформацию, температурный интервал которой находится в диапазоне 1280…8500С (первая температура – начало деформирования, вторая – окончание).  Сплав хорошо поддаётся термической обработке и электродуговой сварке. Сортамент – листы толщиной до 2 мм и прутки.

Физико-механические показатели сплава ХН45Ю составляют:

  • Механическая прочность – от 600 МПа при комнатных температурах, до 150 МПа при температуре 8000С;
  • Жаростойкость на спокойном воздухе – до 1300…13500С;
  • Интенсивность окисления, г/м2∙ч — не более 170;
  • Коэффициент теплопроводности при температурах эксплуатации, Вт/м2 ∙К – 17,5…24,5;
  • Модуль Юнга при температурах эксплуатации, ГПа – 12,5…17,5.

Сплав ЭИ602 (или ХН75МБТЮ) используется для внутренней облицовки камер сгорания металлургических и термических печей при температурах, не превышающих 900…9500С. Кроме железа и никеля, содержит также хром, титан, молибден, алюминий и ниобий. Ввиду более сложного состава, который включает в себя весьма разнородные химические элементы, после выплавки в электропечах подвергается горячей деформации в гораздо более узком диапазоне температур: 1180…12800С. В отличие от предыдущего сплава, ХН75МБТЮ более пластичен, в частности, допускает глубокую вытяжку. Поэтому из него можно изготавливать полые детали машин, которые будут далее эксплуатироваться при высоких температурах. Хорошо сваривается всеми видами электросварки.

Интенсивное образование окалины на поверхности данного сплава начинается лишь при температурах от 1250…12800С.  Сплав поставляется только в виде листов  — горячей, либо холодной прокатки.


Физико-механические показатели сплава ХН75МБТЮ составляют:

  • Механическая прочность – от 860 МПа при комнатных температурах, до 177 МПа при температуре 9000С;
  • Длительная прочность и термическая выносливость, МПа, не менее — 190;
  • Коэффициент теплопроводности при температурах эксплуатации, Вт/м2 ∙К – 20,2…19,3;
  • Модуль Юнга при температурах эксплуатации, ГПа – 19,0…10,2.

Сплав ЭИ868 (или ХН60ВТ) отличается еще более высокой жаростойкостью и стойкостью от воздействия агрессивных сред. Поэтому он используется для изготовления лопаток газовых турбин, работающих при температурах 950…10000С. В химическом составе сплава в больших количествах имеют вольфрам и хром, присутствует  также титан. Сортамент сплава – листы, пруток и проволока. Сплав обладает характеристиками обрабатываемости и свариваемости, схожими со сплавом ХН75МБТЮ, однако выделяется более высокими показателями жаростойкости, самыми высокими из жаропрочных железоникелевых сплавов: интенсивность окисления при температурах эксплуатации 10000С не превышает  0,6…0,8 г/м2∙ч.  Структура и прочность сплава не изменяются даже после 30…35 циклов нагрева и охлаждения.

Остальные физико-механические показатели сплава ЭИ868  составляют:

  • Механическая прочность – от 800 МПа при комнатных температурах, до 43 МПа при температуре 10000С;
  • Длительная прочность и термическая выносливость, МПа, не менее — 210;
  • Коэффициент теплопроводности при температурах эксплуатации, Вт/м2 ∙К – 28…24;
  • Модуль Юнга при температурах эксплуатации, ГПа – 19,0…2,0.

Другие железоникелевые сплавы с особыми свойствами

Во многих отраслях техники требуются сплавы, с постоянными показателями упругости. Такие материалы применяются в часовой промышленности, для производства высокоточных пружин измерительной техники, струн музыкальных инструментов, камертонов и т.п.

Никелевый сплав алюмель, используют для изготовления термопар

Наибольшее практическое применение находит сплав элинвар, в котором присутствует  59% железа, 36% никеля, а остальное составляют хром, молибден и вольфрам. Повышенная упругость элинвара имеет магнитную причину – силы межатомной связи в кристаллической решётке материала при подходе к точке Кюри резко ослабляются, благодаря чему доменная структура сплава при деформировании обратимо изменяется. При этом константы упругости элинвара практически не зависят от температуры.

Широкую группу железоникелевых сплавов образуют пермаллои – сплавы, для которых характерна высокая магнитная проницаемость в слабых полях. По сочетанию  своих электрических и магнитных характеристик пермаллои могут быть высоко- и низконикелевыми. Первые отличаются значительно более низким удельным электросопротивлением.

Пермаллои дополнительно легируются молибденом, хромом, кремнием. Плавку их ведут в вакуумной или нейтральной среде. Высокая магнитная проницаемость обеспечивается последующей термообработкой, которая включает в себя высокотемпературный отжиг.

Пермаллои довольно чувствительны к резким механическим нагрузкам. Для достижения стабильных механических показателей перед термообработкой изделия тщательно обезжириваются.

Чаще других применяются следующие марки пермаллоев:

  • 79НМ – для деталей, требующих высокой намагниченности;
  • 50ХНС – для оптимального сочетания показателей электропроводности и магнитной проницаемости;
  • 50Н – для максимальных значений магнитной индукции;
  • 50НП – для обеспечения необходимой анизотропии магнитных показателей.

Проволоку из железоникелевых сплавов применяют в технологических процессах наплавки и поверхностного напыления. При этом обеспечиваются повышенные эксплуатационные показатели для основного материала детали. Наибольшее распространение получила проволока марки СВ-10Х16Н25АМ6.

Из других марок железоникелевых сплавов стоит отметить инвар. Этот материал отличается чрезвычайно высокой стабильностью своих размеров, а потому используется при изготовлении  высокоточных инструментов, эталонов длины, объёма и иных физических характеристик.

zewerok.ru

Как изготовить сплав железа и никеля

Сплав железа с никелем называется инвар. Он нашел широкое применение в точном приборостроении, а именно в изготовлении геодезической проволоки, всевозможных эталонов длины, деталей часов, высотомеров, лазеров и т.д. Одним из простых способов получения железо-никелевого сплава является гальванический.

Сравнивая термодинамические характеристики обеих металлов, ученым казалось, что несложно получить сплав. На практике же все оказалось прямо противоположным, так как при реакции протекает побочный окислительный процесс – железо переходит из двухвалентного состояния в трехвалентное. Это снижает выход по току целевого продукта и ухудшает его физические характеристики, а иногда полностью их нивелирует. Решить данную проблему удается введением в электролит комплексной добавки, состоящей из аминов и органических кислот и образующей малорастворимые соединения с трехвалентным железом. В результате улучшается эластичность осадка. Для снижения разброса по толщине осадка применяют перемешивание электролита.

Сульфатный электролит получения сплава железо-никель имеет следующий состав:

Компонент г/л
Железо сернокислое 2
Никель сернокислый 60
Борная кислота 25
Сахарин 0,8
Лаурилсульфат натрия 0,4

Режим работы электролита рН = 1,8-2
Температура – 40-50 градусов Цельсия
Катодная плотность тока – 3-7 А/дм2

В качестве анодов можно применять металлургические сплавы железа и никеля или пластины из никеля и железа. Если применять пластины, то необходимо выдержать соотношение площадей. Площадь никелевой пластины должна быть в три раза больше железной.

Солянокислый электролит получения сплава железо-никель имеет состав:

Компонент г/л
Железо хлористое 150-160
Никель хлористый 2-4
Кислота соляная 2-4

Режим работы электролита:
Температура – 50 градусов Цельсия
Катодная плотность тока – 10 А/дм2

Недостатком этого электролита является насыщение водородом изделий, если проводить электролиз током, больше указанного. Это увеличивает хрупкость металлов.

Сульфаматный и фторборатный электролит сплава железо-никель. Этот электролит обеспечивает высокую скорость осаждения, минимальные внутренние напряжения и эластичность осадка. Но из-за сложности состава и высокой стоимости компонентов он не нашел широкого применения в промышленности. Поэтому в статье не приведен его состав.

www.kakprosto.ru

Никель см Железо - Справочник химика 21

    Физические свойства карбонилов и гидрокарбонилов никеля, железа и кобальта [c.528]

    Основные химические элементы, входящие в состав нефти — углерод (82—87%), водород (11—14%), сера (0,1—7,0%), азот (0,001 — 1,8%), кислород (0,05—1,0%). В незначительных количествах нефти содержат галогены — хлор, иод металлы — вольфрам, никель, железо, натрий, калий, медь. От других горючих ископаемых — угля, торфа, сланцев — нефть отличается более высоким содержанием углерода и водорода  [c.21]


    В частности на никеле, железе, сплавах кобальта с палладием, сплаве Гейслера, на ферритах и т. д. Во всех случаях парамагнитному состоянию соответствовала высокая каталитическая активность. Такая закономер- ность наблюдалась для различ- [c.14]

    Карбонилы d-элементов (табл. 49) — жидкости или кристаллические вещества, хорошо растворимые в органических растворителях. Как и СО, они чрезвычайно токсичны. Термическим разложением карбонилов получают чистейшие металлы. Кроме того, их используют в химическом синтезе. Карбонилы металлов синтезируют различными способами. Никель, железо и кобальт Н посредственно реагируют с оксидом углерода (II), давая карбонилы. Обычно же их получают восстановлением соответствующих солей или комплексов металлов в присутствии СО. [c.552]

    Слой Углерод Сера Водород Ванадий Никель Железо 1 Сумма [c.120]

    Сплавной никель-железо-алюминиевый катализатор. Предварительное восстановление катализатора не требуется [c.153]

    В полученном растворе определяют ванадий, никель, железо, кобальт и молибден. Методы количественного определения содержания этих металлов, за исключением ванадия, были описаны выше (см. стр. 104, 111, 115, 121). [c.128]

    Наиболее коррозионно-агрессивными элементами, входящими в состав золы топлив, являются ванадий и натрий, причем величина коррозии во много раз увеличивается при их совместном присутствии, если температура превышает 600°С, что характерно для судовых газотурбинных установок. Присутствие в топливах других зольных элементов с переменной валентностью и сходных по некоторым свойствам с ванадием (никель, железо) существенного влияния на их коррозионную агрессивность не оказывает. [c.93]

    По содержанию в высокосернистых нефтях металлы располагаются в ряд ванадий > никель > железо > нат рий > -кальций > медь > магний > марганец [191]. В сернистой шкапов-ской нефти ванадия содержится в 4 раза меньше, чем в высокосернистой нефти. По концентрации в шкаповской нефти можно выделить две группы элементов 1) 0,002—0,004% (ванадий, натрий, никель, кальций) 2) нефтях содержание меди, марганца и магния незначительно (табл. 41). [c.135]

    В условиях термического крекинга выделение молекулярного водорода невелико. На свежем катализаторе реакции дегидрогенизации также не доминируют. В промышленных катализаторах с течением времени накапливаются примеси никеля, железа, ванадия. В этих условиях образование водорода значительно. Дегидрогенизация становится важной реакцией в том случае, когда насыщенное или частично насыщенное кольцо связано с ароматическим кольцом. [c.228]

    Первичная переработка нефти включает процессы ее очистки от солей и воды, испарения основных фракций в трубчатых печах и разделения на фракции в ректификационных колоннах. Наиболее часто крекингу подвергают фракции нефти, конденсирующиеся при 300—500 °С. Широко применяемый в крекинге алюмосиликатный катализатор (см. стр. 105) отравляется примесями, которые могут находиться в крекируемом нефтепродукте [19, 20, 21]. Сильное, но обратимое отравление алюмосиликатного катализатора происходит при наличии в сырье азотистых соединений. Необратимо отравляется катализатор соединениями щелочных металлов. Снижают активность катализатора соединения никеля, железа, ванадия и других тяжелых металлов. Нарущается работа катализатора при значительном содержании водяных паров. Для крекинга применяют дистиллаты нефти, не содержащей значительных количеств катализаторных ядов, или же подвергают нефть (или крекируемый дистиллат) очистке от сернистых соединений гидрированием. [c.15]

    Эта реакция может идти как на гетерогенных, так и на гомогенных катализаторах. Наиболее четко она наблюдается в присутствии серной кислоты, а также солей алюминия, никеля, железа, хрома и кобальта. [c.69]

    При гидрогенизационном облагораживании нефтепродуктов наиболее широко применяются катализаторы, содержащие в своем составе ванадий, никель, железо, вольфрам, платину, хром, кобальт и молибден [137, 138]. [c.383]

    Минеральные примеси в нефти составляют различные соли, перешедшие в нее из пластовых вод, механические примеси песка и глины и эмульгированная вода. В нефтях в весьма малых количествах содержатся такие элементы как ванадий, никель, железо, титан, германий и др. [c.115]

    Многие двухатомные газы способны растворяться в металлах. При этом их молекулы диссоциируют на атомы, которые диффундируют внутрь металла. Находясь в растворенном состоянии, эти атомы ведут себя как частицы, обладающие положительным или отрицательным зарядом [1661 Атомы водорода, растворенные в палладии, никеле или железе, находятся частично в виде протонов [167]. Атомы кислорода при растворении в цирконии частично заряжаются отрицательно [168]. Растворение газа в металле во многих случаях представляет собой экзотермический процесс. Однако в ряде других случаев, в том числе ггри растворении водорода в никеле, железе и платине, этот процесс носит эндотермический характер. В последнем случае растворимость водорода повышается с увеличением температуры. [c.107]

    График зависимости от t имеет вид прямой линии (рис. 10.2). Это уравнение справедливо для пленок с хорошими защитными свойствами, т. е. при Мрм/л рок > 1- Оно применимо для описания высокотемпературного окисления многих металлов, таких как медь, никель, железо, хром и кобальт. [c.193]

    В очень малых количествах в нефтях присутствуют н другие элементы, главным образом металлы — ванадий, никель, железо, магний, хром, титан, кобальт, калий, кальций, натрий и др. Обнаружены также фосфор и кремний, ( одержание этих элементов выражается незначительными долями процента. В различных нефтепродуктах был найден германий в количестве 0,15—0,19 г/т. [c.20]

    Жолезо — один из наиболее распространенных элементов в земной коре (см. табл. 25). Оно входит в состав многочисленных минералов, образующих скопления железных руд. Главнейшие из них бурые железняки (основной минерал гидрогетит НРеОа- НгО), красные железняки

www.chem21.info

Сплав никель хром железо - Справочник химика 21


    Никель — хром — железо. Богатые никелем силавы железа, содержащие 30—45 % Ni и 20—30 % Сг, пассивны в гораздо большей степени, чем никель и проявляют очень высокую стойкость в морских атмосферах. При указанных концентрациях никеля и хрома обеспечивается наибольшая устойчивость пассивного состояния сплавов к изменению внешних условий. В морских атмосферах, содержащих промышленные загрязнения (соединения серы), рассматриваемые сплавы могут тускнеть, однако степень коррозионного разрушения при этом незначительна. [c.78]

    В зоне прилива и на малых глубинах поверхность никелевых сплавов подвергается биологическому обрастанию, например усоногими раками и моллюсками. Это затрудняет поддержание пассивности никеля и сплавов нпкель — медь, никель — хром — железо и никель — хром. Однако сплавы системы нпкель — хром — молибден сохраняют пассивность в зоне прилива и при обрастании. [c.79]

    СПЛАВЫ НИКЕЛЬ-ХРОМ И НИКЕЛЬ-ЖЕЛЕЗО-ХРОМ, ЛЕГИРОВАННЫЕ АЛЮМИНИЕМ [c.62]

    Казалось, что по анодному поведению в растворах хлоридов сплавы никель — хром, железо — хром должны сильно различаться, так как известно, что никель в растворах хлоридов более стоек, чем железо. Но из сравнения кривых 5 (рис. 144) и 3 (рис. 146) видно, что при малых плотностях тока различие между ними очень небольшое, т. е. железо и никель в бинарных сплавах с хромом обладают близкими свойствами. [c.301]

    В последнее время на рынке появились особенно устойчивые сплавы железа, получившие быстрое распространение. В особенности сплавы никель — хром — железо, содержащие в большинстве случаев очень мало углерода. Эти сплавы довольно устойчивы к щелочам и кислотам и применяются там, где необходимы материалы, устойчивые к химическим агентам. Назовем различные УА (Фау А)-стали, соответствующие английским маркам 5-80(С-80), которые в зависимости от своего назначения имеют различный состав. Эти металлы оказываются, например, особенно устойчивыми к концентрированной азотной кислоте другие кислоты, за исключением соляной кислоты, на них также мало дей- [c.322]

    Богатые никелем сплавы железа ведут себя во многом аналогично чистому никелю и в отношении коррозионной стойкости в морских условиях ничем не выделяются. Очень высокой стойкостью в морских атмосферах отличаются сплавы никель — хром, такие как Инконель 600, содержащий 15 % Сг. В условиях погружения эти сплавы, подобно аустенитным нержавеющим сталям, склонны к местной коррозии, в частности к питтингу, [c.75]

    При экспозиции на среднем уровне прилива сплавы никель — хром и никель —хром — железо склонны к питтингу ц другим формам местной коррозии [40]. Как и в случае нержавеющих сталей, коррозии подвергаются участки поверхности металла под приросшими морскими организмами и в щелях. Однако в целом названные сплавы проявляют в зоне прилива несколько большую стойкость к коррозии, чем аустенитные нержавеющие стали. [c.81]

    Если еще недавно в качестве покрытий применяли латунь, бронзу, олово, свинец, то в настоящее время с успехом используют более пятидесяти сплавов. В литературе описано нанесение таких гальванических сплавов, как медь — никель, медь — кадмий, медь — олово, олово - висмут, серебро - сурьма, серебро — медь, серебро - палладий, никель - железо, никель - хром — железо, золота - серебро, золото — палладий, золото - кобальт и др. [c.3]

    ПЕРМАЛЛОЙ м. Общее название группы сплавов никеля с железом 20-60%, часто легируемых молибденом, хромом, медью, марганцем и др. отличаются высокой магнитной проницаемостью в слабых полях применяются в радиотехнике и др. [c.311]

    Различие в анодном поведении сплавов никель — хром и железо — хром при повышенных плотностях тока можно объяснить тем, что образую- [c.302]

    Исследования, проделанные позднее на железе 2, 3], а также на других металлах — меди [4—6], никеле [7], серебре [8] и на сплавах никель — хром и железо — хром [9, 10], позволили установить чрезвычайно общий характер этого явления. На рис. 3 показаны зерна окисла СигО на меди, а на рис. 4 — зерна окиси хрома на сплаве никель — хром. На этих рисунках хорошо видно ярко выраженное влияние ориентации нижележащего металла на структуру окисла. Недавно было замечено [11], что в реакциях сульфирования проявляются такие же свойства на рис. 5 видны зерна сульфида СигЗ, полученного на поверхности меди, на которую действовали водородом, содержащим следы сероводорода. Многие признаки указывают на то, что некоторые реакции гидрирования и хлорирования могут иметь те же особенности. [c.294]

    Результаты исследований анодного поведения никеля, хрома, железа, титана, молибдена, вольфрама, циркония, сплавов железо — хром, железо-— никель, хром — никель, хром — кобальт и различных фазовых составляющих сталей и сплавов обсуждаются в ряде обзорных работ [9, 10, 54— 56]. Подробно обсуждается

www.chem21.info

физические и химические свойства, применение. Сплав железа с никелем

Человечество, добывавшее медь в 17 веке, часто сталкивалось с веществом, похожим на медную руду. И только во второй половине 18 века достоинства этого «побочного» продукта были исследованы. Очень скоро металлурги выяснили, насколько ценным является никель для металлических сплавов, и какие широкие перспективы открывает его повсеместное применение.

Никель: описание

Очень тягучий, ковкий, этот серебристо-жёлтый металл сегодня добывают в сульфидных и никелевых рудах. На настоящее время выявлено 53 минерала, в которых содержится элемент Ni, и практически все они образовывались в условиях высоких температур и давления. Никель тяжело найти в живых организмах или поверхностных водах, однако он является частым спутником меди.

Никель: физические свойства

Никель – это очень пластичный металл, который прекрасно поддается обработке, в том числе давлением.  Основные свойства:

  • плотность (при н. у.) – 8,902 г/см³
  • температура плавления – 1453°C (1726 K)
  • температура кипения – 2732°C (3005 K)
  • теплопроводность при 300 K – 90,9 Вт/(м·К)
  • модуль упругости – 196-210 ГПа
  • удельное электрическое сопротивление – 0,0684 мкОм∙м

Ферромагнитные свойства никеля делают этот металл непременным атрибутом магнитных сплавов и материалов, для которых характерно минимальное значение коэффициента теплового расширения.

Никель: химические свойства

Никель можно отнести к металлам средней химической активности. Для него характерно медленное замещение водорода в кислотах, поэтому он стоек к образованию коррозий, а также достаточно устойчив в воде, щелочах и на воздухе. Своей химической стойкости никель обязан довольно плотной защитной оксидной пленке.

Химический элемент Ni может образовывать два оксида и два гидроксида:

  • оксид NiO
  • оксид Ni2O3
  • гидроксид Ni(OH)2
  • гидроксид Ni(OH)3

Чтобы растворить никель, его порошок помещают в азотную или горячую концентрированную серную кислоту:

3Ni+8HNO3 = 3Ni(NO3)2+2NO+4h3O

Ni+2h3SO4 = NiSO4+SO2+2h3O

Сплав железа с никелем

Сочетание «железо-никель» является достаточно удачным, причем сплав с 36% никеля и 64% железа имеет собственное название – инвар. Данное вещество обладает однофазной внутренней структурой, характеризуется высокой плотностью (8130 кг/м³) и относительно небольшим температурным коэффициентом линейного расширения. Основные сферы применения сплава «железо плюс никель» – детали часовых механизмов, эталоны длины, мерные проволоки, несущие конструкции лазеров и др.

Применение никеля

Для чего нужен никель в наши дни? Элемент Ni, который тонкой пленкой наносится на металлы, надежно защищает их от коррозии (никелирование). Также никель участвует в создании разнообразных жаропрочных сплавов, аккумуляторов и химических катализаторов. Этот металл востребован медициной (протезирование) и производителями монет. Наконец, он является «участником» различных процессов, касающихся радиационных технологий (крайтроны и детекторы электронного захвата).

fx-commodities.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *